Zgradite ArduinoBoya: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:09

GameBoy. Najverjetneje ste ga imeli v otroštvu. In tudi če tega niste storili, ste najverjetneje igrali z najboljšim prijateljem GameBoyjem ali pa ste morda imeli v lasti njegovega najbližjega konkurenta, Sega Game Gear ali Nomad. Čudovite male igralne naprave, a ste zdaj, ko ste že odrasli, pomislili, kaj boste z njimi počeli zdaj? Naj bo na podstrešju, da izkopate in svojim otrokom pokažete, kakšno je bilo igranje iger v 20. stoletju? Prodati zbiratelju? Podoživite igralne spomine tako, da se vrnete skozi Legend of Zelda: Link's Awakening že kratek čas bazillona?

Ste kdaj pomislili, da bi ga spremenili v glasbilo? Timothy "trash80" Lamb je skladatelj, ki trenutno živi v Los Angelesu v Kaliforniji. Skladatelj čipov je oseba, ki za ustvarjanje glasbe uporablja integrirana vezja generatorja zvoka, ki jih najdemo v konzolah za videoigre in ročnih napravah. G. Lamb je tudi ustvarjalec naprave, znane kot ArduinoBoy; kombinacija odprtokodne strojne in programske opreme, ki lahko spremeni vsakega člana družine GameBoy z režo za kartuše in priključkom za kabel v generator zvoka MIDI. Zdaj je treba opozoriti, da trash80 ni bil prvi, ki je ustvaril tak sistem. Dve veliki domači aplikaciji GameBoy, ki jih uporabljata profesionalna skladatelja chiptune, Nanoloop in Little Sound Disk Jockey ali LSDJ, že nekaj časa podpirata MIDI. Težava je v tem, da se obe aplikaciji za pošiljanje in sprejemanje MIDI signalov opirata na strojno opremo Microchip PIC. Standardnemu mikrokrmilniku v industriji elektrotehnike ni namenjeno nespoštovanja, vendar je PIC res kos profesionalne strojne opreme in je lahko zastrašujoč za tiste, ki se z elektroniko ne ukvarjajo redno. Tudi pri programiranju teh naprav je malo ali nič podpore za uporabnike manj priljubljenih operacijskih sistemov (edini uradni razvojni paket PIC je za Windows, brez podpore za Linux ali Mac). Z uporabo precej enostavnejše platforme Arduino pa ArduinoBoy zaobide te omejitve, kar olajša delo potencialnega skladatelja čipov pri gradnji orodij, ki jih potrebuje. Poleg tega je ArduinoBoy deloval z lastnim domačim programom za ustvarjanje zvoka GameBoy trash80, mGB, in se odlično razume tudi z Nanoloopom in LSDJ. Medtem ko je trash80 svoje delo delil na spletni strani Google Code, nima navodil po korakih, kako si jih lahko ustvari sam (to je na njegovem seznamu opravil). Odločil sem se, da mu pri tem pomagam. Čeprav to ni nujno korak za korakom, vam mora ta Navodilo dati splošno predstavo o tem, kaj storiti, in pokazati nekaj mojih pasti, da se jim izognete.

1. korak: Deli, orodja in koda

Deli

• Arduino, generični Arduino ali deli, ki jih lahko naredite sami. Osebno uporabljam komplet plošče Really Bare Bones Board Modern Device Compay, ki ga lahko sestavite tako, kot je, in ga pritrdite na vaš projekt s pomočjo ženskih vtičnic na vezju ali kanibalizirajte za dele, da bo Arduino stalni del projekta.
• Dva 220Ω, sedem 2KΩ in en 270Ω upor. Za ta projekt so idealni upori 1/4 ali 1/8 vata.
• En optoizolator 6N138.
• Ena majhna signalna dioda 1N914. Naj vas ne preseneti, če jih lahko kupite le v količini 10 ali več.
• En gumb, ki je vklopljen le, ko je pritisnjen. Za tiste, ki govorijo inženir, je to tipka za izklop (vklop) SPST.
• Dva 5 -polna ženska konektorja DIN za 180 stopinj. Prepričajte se, da imate te natančne priključke. Obstaja veliko različnih modelov priključkov DIN, le malo jih je, če sploh, med seboj kompatibilnih.
• Štirje dvopolni priključni bloki. Čeprav lahko samo spajate vse svoje žice neposredno na tiskano vezje, bo uporaba priključnih blokov ali kakšne druge oblike priključkov precej olajšala montažo, demontažo in kanibalizacijo delov.
• Ena plošča za splošno uporabo PC-ja.
• En povezovalni kabel GameBoy.
• Naprava, ki omogoča izhod MIDI, na primer tipkovnica ali računalnik s potrebno programsko opremo in adapterjem.
• Ena programabilna kartuša GameBoy.
• Spajkanje.
• Dodatna žica. Trden za delo na plošči in ožičenje tiskane plošče, navezan na žice, za katere pričakujete, da se bodo pogosto premikali.
• Etui za vse skupaj.
• Kup Miscellanea.

Orodja

• Spajkalnik.
• Odstranjevanje žarnice, črpalke ali stenja. Za vsak slučaj.
• Orodje za spajkanje rok.
• Zaščitna očala. Vaša očala ga ne bodo odrezala.
• Gasilni aparat ali vsaj kozarec vode. Še enkrat, za vsak slučaj.
• Rezalniki žice.
• Odstranjevalci žice.
• Klešče z igelnim nosom.
• Tlačna plošča brez spajkanja.
• Programiranje ali kabli USB za Arduino in programirljivo kartušo GameBoy, če obstaja.
• Vrtljivo orodje in/ali karkoli drugega, kar potrebujete za izrezovanje lukenj in rež v vašem primeru.

Koda Za ta projekt boste potrebovali dva različna koda, ki ju najdete na trash80 strani ArduinoBoy Google Code. Najdemo jih na desni strani strani pod naslovom Predstavljeni prenosi. Kodo ArduinoBoy boste naložili v Arduino, mGB pa v programirljivo igralno kartušo.

2. korak: Poglejmo shemo

Shema je preprosto vsak dokument, ki prikazuje, kako je sestavljena mehanska ali električna naprava. Tiste slike vašega traktorja za travo z vsemi deli, razstavljenimi z majhnimi črtkanimi črtami, ki prikazujejo, kako se vsi prilegajo skupaj? Načrti, s katerimi je bil izvajalec vašega doma ali stanovanja tako obseden? Sheme; oba.

Kar zadeva sheme, je shema trash80 za ArduinoBoy veliko bolj barvita in nima ravnih črt, vendar je popolnoma berljiva. Razen če ste popolnoma analni glede inženirskih konvencij, ne bi smeli imeti težav. Morda boste to želeli natisniti, saj se bomo na to pogosto sklicevali.

3. korak: Preskus krožne plošče

Preden se lotimo dejanske gradnje končanega ArduinoBoya, se najprej prepričamo, da so vsi naši deli dobri. V ta namen bomo uporabili našo lemljeno ploščo, ki nam omogoča, da vzpostavimo povezave med elektronskimi deli, ne da bi jih morali spajati skupaj. To je enostavno. Samo poglejte shemo in povežite dele, kot je prikazano.

Ne pozabite, da je na vsaki strani razdelek s komentarji. Če se pri nečem zataknete, objavite spodaj in poskušal vam bom čim bolje pomagati.

4. korak: Prvi test

Čas je za dva zelo pomembna preizkusa: preizkus dima in preizkus delovanja. Prvi test je precej enostaven. Enostavno povežite svoj GameBoy z napravo, vklopite GameBoy in si oglejte LED diode ArduinoBoy. Če lučka pin13 na kratko utripa, sledijo preostale LED v zaporednem zaporedju, dvakrat pometajo od najvišjega pina do najnižjega in nazaj, končajo se z dvema utripoma LED naenkrat, potem je velika verjetnost, da vaš ArduinoBoy deluje naročilo. Prav tako preizkusite gumb za izbiro načina. Ko pritisnete nanjo, se mora trenutno prižgana LED izklopiti in vklopiti naslednjo v zaporedju. Če se namesto tega luči nočejo prižgati, so deli na otip nenormalno topli, vidite ali vonjate dim in/ali kateri koli del vezja eksplodira ali izgori, potem ponovno preglejte shemo, dvakrat preverite vse povezave in ožičenje, zamenjajte poškodovane komponente in znova izvedite dimni preizkus. Drugi test je nekoliko bolj živčen, predvsem zato, ker če bo kaj narobe, ne bo samo Arduino tisti, ki bo obrnjen k zdravici. Naložite mGB v svoj GameBoy, priključite ArduinoBoy v svoj GameBoy in povežite MIDI iz naprave, združljive z MIDI, v MIDI v matični plošči ArduinoBoy. Vklopite GameBoy, nato napravo MIDI, tako da imate gasilni aparat pri roki, da se nič ne zgodi. Poskusite odigrati nekaj not na svoji MIDI napravi na kanalih 1, 2, 3, 4 ali 5. Če vaš GameBoy oddaja hrup, ki spominja na inštrument ali zvočni učinek, nato skočite s stola in zrejte navzgor proti nebesa, z iztegnjenimi rokami in med maničnim smehom vzklikajo "TO JE ŽIVO". Opomba o preskušanju in uporabi vašega ArduinoBoya: tam so spletna mesta, ki ponujajo brezplačne datoteke MIDI priljubljenih pesmi, zato vas bo to storilo, hudo v skušnjavi, da jih uporabite tako pri testiranju kot pri sestankih skladbe. Uprite se tej skušnjavi. Prvič, nekatere skladbe MIDI, ki jih ponujajo ta spletna mesta, niso dobro narejene. Nekoč sem našel MIDI izvod Gorillazovega "19-2000" in eden od instrumentov ni izrezal ali zbledel, zato bi sčasoma ta en instrument preplavil preostale instrumente, dokler ne ustavite predvajalnika in ga znova zaženete. Poleg tega vas uporaba teh vnaprej pripravljenih pesmi spodbuja, da še naprej uporabljate vnaprej pripravljene pesmi. Ne boste naredili ničesar izvirnega. Bolje, da se takoj naučite skladati svojo glasbo.

5. korak: Spajkajte ga

Torej, vaš ArduinoBoy deluje. Dobro, čas je, da ga spajkate na prototipno ploščo tiskanega vezja. "Čakaj čakaj!" kričiš sam nase. "Zdaj deluje v redu in vem, da bom pri tem previden. Zakaj bi to lahko pokvarilo? Zakaj bi se trudili s spajkanjem?" V redu potem. Toda pomislite na to za trenutek: vi in vaš ArduinoBoy ustvarjate odlično glasbo. Pravzaprav tako super, da na koncu spremenite chiptune v zakonito obliko glasbe. Prinašate chiptune v mainstream. Postaneš slaven. V resnici tako znani, da ste povabljeni, da se igrate na Wrigley Fieldu tik preden se mladiči pojavijo na igrišču. Še vedno uporabljate svoj načrt ArduinoBoy. Vi in posadka pripravljate vse tako, dokler eden od vas ne opazi najpomembnejšega vašega glasbila, ArduinoBoya, ki je izginil. Končno ga najdete v rokah mladega fanta, ki mu je uspelo priti mimo varnosti. V svoji radovednosti je odstranil vse komponente z mize in na žalost nimate priročne sheme. Le 5 minut do začetka predstave morate odpovedati. Množica je zmešana in v svojem besu uničijo dober del stadiona, kar povzroči tudi odpoved igre. Mladiči so spet izgubili igro ličenja in svoj udarec na svetovni prvenstvu, za kar ste krivi sami. Ne dovolite, da se vam zgodi ta zelo zapleten scenarij: naj bodo vaši projekti vedno trajni. Najprej, potem ko odstranite vse dele z lemljene plošče, jih položite na ploščo računalnika in ugotovite, kako jih boste namestili. Nekaj stvari, ki jih morate upoštevati:

• Poskusite, da se vse vaše IC -je soočijo na enak način. Tako lahko na prvi pogled ugotovite, ali so vsi pravilno nameščeni.
• Vijačni spoji, vtičnice IC in žični priključki so vaši prijatelji. Če se kaj pokvari, lahko preprosto odstranite in zamenjate dele. Prav tako boste morda morali kasneje kanibalizirati svoj ArduinoBoy, če želite zgraditi kaj drugega. Z dodajanjem vtičnic in drugih priključkov lahko to preprosto storite.
• Bodite pozorni na prostor, s katerim morate delati. Deli naj bodo oddaljeni od montažnih lukenj, da boste na ta mesta zlahka prišli z montažno strojno opremo in orodji. Če ploščo nameščate na zelo majhen prostor, na primer pločevino Altoids, morate upoštevati prostorske dele, kot so gumbi. Morda boste morali del plošče očistiti, da bo imel gumb znotraj prostora.

Ko vse skupaj spajkate, je preprosto vrtanje in rezanje ustreznih lukenj v izbranem primeru in namestitev vezja v notranjost. Če uporabljate kovinsko ohišje, kot sem jaz, uporabite kos papirja ali kaj podobnega, da položite spodnji del ohišja, tako da ne prekine nobenega dela vezja. Tudi gumijaste podložke bi bile dobra ideja.

6. korak: Uporaba vašega ArduinoBoya

Če je ArduinoBoy pravilno sestavljen, se ne bi moral obnašati drugače kot katera koli druga vhodna naprava MIDI. Ko se uporablja z mGB, bo imel 5 ločenih MIDI kanalov. Kanala 1 in 2 sta generatorja enakomernih tonov, 3 je generator tonov, za katerega se zdi, da ima v mojih omejenih testih tri notne vzorce (barva note se bo spremenila vsakič, ko igrate na tem kanalu, po vzorcu), kanal 4 zagotavlja bas zvoki (uporabite kot boben, bas kitaro ali sintetizator), 5. kanal pa je hrup (najpogosteje se uporablja v igrah GameBoy za eksplozije in tekočo vodo).

Napravo MIDI out priključite v vrata, povezana z optičnim izolatorjem, vaš ArduinoBoy v vaš GameBoy in kartušo za ponovno programiranje v vaš GameBoy. S pritiskom na gumb nastavite svoj ArduinoBoy na način mGB, dokler ne zasveti LED, priključena na digitalno 8. Od zdaj naprej lahko svoj GameBoy uporabljate kot instrument MIDI. Nastavljeni zvok je mogoče prilagoditi na GameBoyu z vmesnikom mGB, natančneje z barvo, oktavo, napadom po kanalih in notami. Drugi načini ArduinoBoy se uporabljajo z drugimi programi za ustvarjanje čipov GameBoy, zlasti Nanoloop in LSDJ, in presegajo obseg tega navodila.

7. korak: Pastem, ki se jim lahko izognete

Med dokončanjem tega projekta sem naredil nekaj oblikovalskih in konstrukcijskih napak, ki so, čeprav niso škodljivo vplivale na izvajanje osnovne funkcije ArduinoBoya, naredile gradnjo bolj zahtevno, končna predstavitev pa nekoliko neurejena. Tu so moje napake in nekaj pogostih napak ter kako se jim lahko izognete ali jih popravite. Metalno delo Od vseh oblikovalskih odločitev, ki sem jih sprejel, je bila odločitev za uporabo kovinske pločevine Altoids kot ohišja morda najbolj katastrofalna. Težava ni v samem kositru, ampak v orodju, ki sem ga imel na voljo pri pripravi ohišja, in v dejstvu, da sem s tanko pločevino opravil zelo malo dela. Najprej za delo uporabite pravo orodje. Pločevinci kositra ali vsaj tisti, ki sem jih uporabil, raztrgajo kovino, namesto da bi jo čisto razrezali, pri čemer je težko odstraniti ostre robove, ki ne ostanejo ravni na ohišju. Namesto tega uporabite grizljalo. Tudi pri vrtanju lukenj vedno vrtajte s ciljne ali tiste strani, ki jo boste najpogosteje videli (zunaj), kadar koli je to mogoče. Ko vrtate luknjo, boste verjetno pustili kovine v kovini in povzročili, da se kovina upogne v luknjo iz smeri vrtanja. Z vrtanjem od zunaj pustite zareze na notranji strani ohišja, zaradi česar je zunanjost lepša in varnejša za ljudi z odsotnostjo. Prototipna plošča Poceni materiali niso vedno najboljši za delo. Prototipne plošče, ki sem jih uporabil za izdelavo ArduinoBoya, so prišle iz RadioShacka in čeprav so popolnoma uporabne, jih je zaradi svoje narave poceni izdelave težko spajkati. Brez luknjic, zato spajkanje ni vsesano v luknje, zato nastanejo te velike spajke na plošči, ki spajkanih delov ne držijo na mestu. Po najboljših močeh poiščite plošče s prevlečenimi luknjami. Če ne morete, sem slišal, da bo majhen spajkalni tok, umazan v luknjo tik pred spajkanjem, odtekal staljeno spajkanje v luknjo, tako kot če bi bila prevlečena. Kar zadeva poceni proto-plošče, ne pozabite, da se lahko zaradi spajkanja zgoraj zberejo na vrhu … Kratke hlače Ko sem končal spajkanje svojega ArduinoBoya, sem opazil, da LED diode ne svetijo pravilno. Težava ni bila v mojem ožičenju, to je bilo popolno, ampak v mojem spajkanju. Drobne, skoraj nemogoče opazne količine spajkanja in prahu so premostile vrzeli na plošči, preprečile osvetlitev nekaterih LED in povezale druge LED skupaj. Če se vam to zgodi, zabodite rezilo noža med spajkalne spoje in ga temeljito očistite z nasveti q, papirnatimi brisačami in alkoholom. Super lepilo Poskusite, nikoli ne morete uporabiti super lepila, ne da bi ga dobili na prste. Samo splošno opozorilo za vse tam zunaj. Ne razumite me narobe, super je, če se morata dva dela hitro zlepiti in lepiti, vendar nikoli ne predvidevajte, da ga lahko uporabite, ne da bi prsta zlepili skupaj.

8. korak: Kam naj grem od tu?

Imate težave pri začetku s celotno skladbo chiptune? Potrebujete navdih, nasvete, trike in kraj, kjer lahko pokažete svojo najnovejšo melodijo? Za vse stvari chiptunes in na koncu tudi retro igre je na voljo 8bitcollective.com. Imajo živahno skupino skladateljev čipov, ki bi vam bili pripravljeni pomagati pri vaši karieri.

Želite razširiti zmogljivosti svojega ArduinoBoya? Vaš ArduinoBoy ima vgrajeno funkcijo, ki je mGB dejansko ne uporablja: izhod MIDI, zlasti sinhronizacija MIDI. Nanoloop in LSDJ pa nista združljiva samo s strojno opremo ArduinoBoy, ampak lahko uporabljata to neizkoriščeno funkcijo, ki vam omogoča sinhronizacijo zvokov vašega GameBoya z drugimi programabilnimi MIDI instrumenti, kot so bobni. V redu, zdaj ste uspešen skladatelj in izvajalec čiptune, zdaj pa imate na vrsti veliko koncertov in želite čim bolj olajšati breme. Kaj boš naredil? No, dokler v vratih uporabljate samo MIDI ArduinoBoya, lahko močno zmanjšate njegovo velikost. Preprosto uporabite kot majhen klon Arduino, ki ga najdete in izpustite vrata MIDI out. Konec koncev se zdi, da deluje za smeti80. Kar se mene tiče, želim narediti nekaj izboljšav v svojem prototipu, hkrati pa izvedeti več o tem, kako deluje in kako lahko z njim sestavim nekaj prave glasbe. Razmišljam o oblikovanju nekaj PCB-jev v Eagle CAD-u za dve različici: eno, ki uporablja komponente skozi luknje in IC-je paketa DIP, kot je ta, in drugo, ki uporablja komponente za površinsko montažo, kadar koli je to mogoče, da lahko preizkusim pregrevanje kuhalne plošče spajkati in narediti (upajmo) najmanjšega polnopravnega ArduinoBoya, ki je bil kdajkoli izdelan. Predvsem pa se zabavajte, kar koli se odločite za svoj ArduinoBoy. Če se ne zabavate, potem očitno delate nekaj narobe. Ne pozabite, da tako kot vse ostalo v življenju tudi pri sestavljanju čipov ne gre premagati nekoga drugega. Gre za to, da premagate sebe, da bo vsaka skladba, ki jo sestavite, boljša od zadnje. Nihče ni postal znan po tem, da je delal nekaj, česar ni ljubil. Vprašanja? Komentarji? Predlogi za poroko? Smrtne grožnje? Objavite jih spodaj.